Термическая обработка после цементации
Окончательные свойства цементованных изделий достигаются в результате термической обработки после цементации, целью которой является: получение высокой твердости цементованного слоя; измельчение зерна сердцевины и цементованного слоя, неизбежно перегреваемых в процессе продолжительной выдержки при высокой температуре цементации; устранение карбидной сетки, которая может образоваться при медленном охлаждении и пересыщении слоя углеродом.
Поскольку готовые цементованные изделия должны иметь высокую твердость, термообработка после цементации состоит в закалке и низком отпуске. Закалка сопряжена с определенными трудностями, связанными с тем, что высокоуглеродистая поверхность и низкоуглеродистая сердцевина требуют различных температур нагрева под закалку соответственно на 20-30 оС выше Ас1 и выше Ас3.
Чаще всего при термообработке цементованных изделий применяется двойная, одинарная или непосредственная закалка.
Двойная закалка (рис.11.3, в). Первая закалка преследует цель измельчить зерно сердцевины, поэтому температуру нагрева
15
2.4. Контрольные вопросы
1. Как Вы оцените дилатометрические процессы в стальной детали при её охлаждении от температур аустенитизации до комнатной температуры?
2. Предложите метод и оборудование для регистрации скорости охлаждения стальной детали от 1300оС до 900оС.
3. Укажите, чем Вы предпочтёте измерить температуру в интервале 200-600оС и почему?
4. Каким образом электропроводность охлаждающей воды может повлиять на точность измерения температуры с помощью термопары?
5. Какие сложности могут возникнуть при определении температуры с помощью радиационного пирометра, охлаждаемой на воздухе детали?
6. Как и почему влияет масса детали на скорость её охлаждения?
7. Каким образом зависит скорость охлаждения от теплопроводности среды и самой детали?
8. Какими способами может осуществляться передача тепла при охлаждении детали в легкоплавком сплаве?
9. Какими способами осуществляется термоотбор при охлаждении детали в воде?
2.5. Ситуация
Стальные изделия после аустенитизации в расплавах солей охлаждаются в баке с непроточной водой. Изменяется ли скорость охлаждения по мере увеличения количества охлажденных изделий? Почему и как? Что надо делать для стабилизации скорости охлаждения?
16
3 Определение критических точек эвтектоидной стали.
Ц е л ь р а б о т ы: Изучение влияния скорости нагрева и охлаждения на температуру происходящих в стали фазовых превращений, экспериментальное определение критических точек Ас1 и Аr1 эвтектоидной стали.
3.1 Критические точки стали и влияние скоростей
нагрева и охлаждения на их положение
Критическими точками называют температуры, при которых в металле или сплаве происходят фазовые превращения – плавление, кристаллизация, выделение и растворение избыточной фазы, эвтектоидный распад твердого раствора и др. Поскольку термическая обработка базируется на внутренних превращениях, происходящих в сплавах в твердом состоянии, знание критических точек обязательно для правильного назначения её режима.
Критические точки стали обозначаются буквой А (от французского arret - остановка с индексами), рис.3.1
Рисунок 3.1 – Участок диаграммы Fe – Fe3C с обозначением критических точек стали
Температуру фазового равновесия аустенит + феррит + цементит / линия PSK/ принято обозначать А1. Температуры, образующие линию GS, обозначают А3. Линия предельной растворимости углерода в аустените SE обозначается Аcm.
73
Рисунок 11.1 – Влияние температуры
нагрева (1 – 1050 оС; 2 – 1000 оС; 3 – 970 оС; 4
– 930 оС) и длительности выдер-жки на
глубину цемен-тованого слоя
! 1 !
2 ! 3 ! 4
Рисунок 11.2-Содержание углерода,
микроструктура после медленного
охлаж-дения и твердость после закалки
по глубине це-ментованного слоя
Техническая
глубина
Полная глубина в
цементованного слоя
72